Redes. Entenda o que são ICMP, ping e traceroute Autor: Hélder Garcia hlbognfspam@sounerd.com Março de 2004

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1 Entenda o que são ICMP, ping e traceroute Autor: Hélder Garcia hlbognfspam@sounerd.com Março de 2004 O ICMP - - é um protocolo que faz parte da pilha TCP/IP, enquadrando-se na camada de rede (nível 3), a mesma camada do protocolo IP - Internet Protocol. O seu uso mais comum é feito pelos utilitários ping e traceroute. O ping evia pacotes ICMP para verificar se um determinado host está disponível na rede. O traceroute faz uso do envio de diversos pacotes UDP ou ICMP e, através de um pequeno truque, determina a rota seguida para alcançar um host. Este artigo descreve as interações entre cliente e servidor implementadas por estes dois utilitários. Ping Quando queremos determinar se um determinado host está disponível na rede interna ou mesmo na Internet, frequentemente utilizamos o utilitário ping como um dos primeiros recursos de troubleshooting. O fato de um host não responder ao ping não quer dizer que ele esteja realmente fora da rede, pois este serviço pode estar desabilitado neste host por questões de segurança. O comando, provavelmente já conhecido pelo leitor, é: ping <host> Exemplo: [root@malkovich linux-2.6.3]# ping PING ( ) 56(84) bytes of data. 64 bytes from : icmp_seq=1 ttl=127 time=4.22 ms 64 bytes from : icmp_seq=2 ttl=127 time=1.02 ms 64 bytes from : icmp_seq=3 ttl=127 time=1.01 ms 64 bytes from : icmp_seq=4 ttl=127 time=1.99 ms 64 bytes from : icmp_seq=5 ttl=127 time=1.03 ms ping statistics packets transmitted, 5 received, 0% packet loss, time 4002ms rtt min/avg/max/mdev = 1.019/1.857/4.221/1.241 ms A resposta acima indica que o host está disponível. No final algumas estatísticas de tempo e percentual de respostas positivas e negativas são apresentadas. No exemplo seguinte vemos um caso em que não obtemos resposta do host. [root@malkovich linux-2.6.3]# ping PING ( ) 56(84) bytes of data ping statistics packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 3998ms É chamado de cliente o host que inicia a comunicação, ou seja, a partir do qual o usuário executa o comando de teste de disponibilidade. Servidor é o alvo do teste, pois este deve possuir um serviço habilitado para ser capaz de receber o pacote do cliente e respondê-lo. O cliente envia primeiro um pacote do tipo ICMP Echo Request, ou simplesmente ICMP Echo. Abaixo está a captura deste pacote na rede. Note o tipo do protocolo no cabeçalho IP (ICMP) e o tipo do pacote no cabeçalho ICMP (Echo request). Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) Version: 4

2 Header length: 20 bytes Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP 0x00: Default; ECN: 0x00) Total Length: 84 Identification: 0x0000 (0) Flags: 0x04 Fragment offset: 0 Time to live: 64 Protocol: ICMP (0x01) Header checksum: 0xb955 (correct) Source: ( ) Destination: ( ) Type: 8 (Echo (ping) request) Code: 0 Checksum: 0x5905 (correct) Identifier: 0x9409 Sequence number: 0x0001 Data (56 bytes) Quando o servidor recebe este pacote ele responde com um pacote do tipo ICMP Echo Reply. Veja abaixo a captura deste pacote. Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) Version: 4 Header length: 20 bytes Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP 0x00: Default; ECN: 0x00) Total Length: 84 Identification: 0xa078 (41080) Flags: 0x00 Fragment offset: 0 Time to live: 127 Protocol: ICMP (0x01) Header checksum: 0x19dd (correct) Source: ( ) Destination: ( ) Type: 0 (Echo (ping) reply) Code: 0 Checksum: 0x6105 (correct) Identifier: 0x9409 Sequence number: 0x0001 Data (56 bytes) Este processo se repete até que o usuário cancele o ping com um <CONTROL><C>. O utilitário então calcula as estatísticas e as exibe na tela. O usuário também pode controlar, através de opções do comando, quantos pacotes devem ser enviados, o intervalo de tempo entre eles, e o tamanho do pacote. Na verdade a área de dados do pacote não carrega nenhuma informação útil, entretanto, pode ser aumentada para testar a rede com pacotes de tamanhos diferentes. Existe atualmente um limite para o tamanho do pacote, pois um pacote muito grande pode provocar o reboot de alguns sistemas Windows, sendo este o conhecido ping of death, ou ping da morte.

3 Traceroute Um dos campos do cabeçalho IP é chamado TTL - Time to Live - e determina por quantas passagens em roteadores este pacote pode sobreviver. A cada passagem em um roteador ou host este campo é decrementado de 1. Este mecanismo é utilizado para evitar que pacotes percorram a rede eternamente, rodando de um lado para outro. Verifique acima que o nosso pacote de ICMP Echo Request possui um TTL igual a 64. Se um pacote possui um TTL de 1 e este deve passar por um roteador antes de alcançar o seu destino final, este roteador irá descartá-lo ao verificar o TTL do pacote e retornar um pacote ICMP do tipo ICMP Time Exceeded para o host que o enviou. Neste pacote de resposta o roteador se identifica como origem da mensagem Time Exceeded. É nessa característica do protocolo que o utilitário traceroute se baseia para traçar uma rota entre dois pontos da rede. Suponha que o host 1 esteja separado do host 2 por dois roteadores, chamados router A e router B. A partir do host 1 é executado um traceroute para o host 2. O utilitário cria um pacote UDP destinado ao host 2, mas configura o seu TTL para 1. O router A recebe este pacote e, apesar de saber para onde rotear o pacote, ao decrementar o TTL este torna-se 0 (zero) o que siginifica que este pacote deve ser descartado, retornando um ICMP Time Exceeded para o host 1. Quando o traceroute recebe esta resposta ele tem o endereço do primeiro roteador no caminho entre os dois hosts. O primeiro roteador é mostrado para o usuário. Em seguida, o traceroute cria outro pacote UDP, com o TTL de 2. O pacote sobrevive ao primeiro roteador mas é descartado no segundo. Quando recebe o ICMP Time Exceeded do segundo roteador temos o endereço dele, que também é mostrado na saída do traceroute. O passo seguinte é um pacote com TTL de 3 o qual alcança o host 2. Os pacotes UDP são sempre enviados com uma porta de destino inválida, o que força que o host 2, ao receber o pacote, retorne um pacote ICMP Destination Unreachable. O traceroute sabe então que o caminho completo foi descoberto e mostra ao usuário o endereço do host 2, indicando que o trace foi finalizado. Como ilustração, executei um traceroute do IP (host virtual A) para o IP (host C). Como roteador entre essas duas máquinas está um Linux (host B) com os IP e Portanto, o caminho do pacote deve ser A <-> B <-> C. O comando foi executado a partir de A: [root@malkovich root]# traceroute -q traceroute to ( ), 30 hops max, 38 byte packets ( ) ms ( ) ms ( ) ms A opção -q 1 é para que o traceroute envie apenas um pacote a cada interação, o default são 3. A opção -I também poderia ser usada para instruir que sejam usados pacotes ICMP Echo Request e não pacotes UDP. A sequência de troca de pacotes é a seguinte: Seq Source --> Destination Protocol Description > UDP Source Port: Destination Port: (TTL=1) > ICMP Time-to-live exceeded > UDP Source Port: Destination Port: (TTL=2) > ICMP Time-to-live exceeded > ICMP Destination unreachable > UDP Source Port: Destination Port: (TTL=3) > ICMP Destination unreachable É mostrado abaixo o primeiro pacote enviado pelo host A e descartado pelo roteador B.

4 Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) Version: 4 Header length: 20 bytes Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP 0x00: Default; ECN: 0x00) Total Length: 38 Identification: 0x827f (33407) Flags: 0x00 Fragment offset: 0 Time to live: 1 Protocol: UDP (0x11) Header checksum: 0xb4f4 (correct) Source: ( ) Destination: ( ) User Datagram Protocol, Src Port: (33406), Dst Port: (33435) Source port: (33406) Destination port: (33435) Length: 18 Checksum: 0xa29f (correct) Data (10 bytes) Note o TTL 1 e a porta de destino. A esse pacote o roteador B responde: Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) Type: 11 (Time-to-live exceeded) Code: 0 (Time to live exceeded in transit) Checksum: 0x7777 (correct) Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) User Datagram Protocol, Src Port: (33406), Dst Port: (33435) Data (10 bytes) Podemos confirmar o ICMP Time Exceeded aqui. Após a interação seguinte, o pacote chega ao destino. Como é uma porta inválida, o host responde com um ICMP Destination Unreachable: Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) Type: 3 (Destination unreachable) Code: 3 (Port unreachable) Checksum: 0x48b6 (correct) Internet Protocol, Src Addr: ( ), Dst Addr: ( ) User Datagram Protocol, Src Port: (33406), Dst Port: (33436) Veja que já no passo 5 há uma resposta de ICMP Destination Unreachable, como resposta ao pacote do passo 3, com TTL igual a 2. Entretanto, mesmo assim o traceroute inicia outra interação, enviando um pacote com TTL igual a 3. Isso aconteceu porque antes do ICMP Destination Unreachable ele recebeu, no passo 4, um ICMP Time Exceeded, o que gerou o envio imediato do terceiro pacote UDP. Pode ser interessante, para quem tem habilidades de programação, olhar o código fonte de uma implementação do traceroute. Concluindo, os pacotes ICMP são usados (durante as transferências de dados) também para regular a velocidade da transmissão, fazendo com que o servidor envie pacotes na maior velocidade possível permitida pelo link, sem entretanto sobrecarregar o link do cliente. Sempre que um dos roteadores pelo caminho, percebe que o link está saturado, envia um pacote ICMP

5 "Source Quench", que faz o servidor reduzir a velocidade da transmissão. Sem isso, os pacotes excedentes seriam descartados, causando um grande desperdício de banda.

6 Montando um cabo de rede com apenas 2 pares Num cabo de rede cat 5e, tem 4 pares trançados. Mas a gente só usa 2 pares pra rede de 100 mbps. Então, o que vc vai fazer é: na ponta de um cabo, coloca dois conectores rj45. E usa só os fios branco/verde, verde, branco/laranja e laranja nos pinos 1, 2, 3 e 6 do conector. Daí coloca os fios azul/branco, azul, bege e marron, nos pinos 1,2, 3 e 6 do outro conector RJ45. E liga os dois no switch, um em cada porta.la na outra ponta do cabo, faz a mesma coisa, e liga um conector em cada pc. E vc tem dois computadores ligados no mesmo cabo.